河底與常坡流域片水土保持措施與效益分析

（山西省水土保持生態(tài)環(huán)境建設(shè)中心）

河底與常坡流域片位于晉城市澤州縣，涉及下村、大陽(yáng)、大東溝和巴公等4個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，屬黃河一級(jí)支流沁河和丹河流域范圍。流域總面積9 513.74 hm2，其中水土流失面積8 672.85 hm2，占總面積91.16%。該區(qū)域山高坡陡，地表植被稀少，水土流失嚴(yán)重，生態(tài)環(huán)境惡化，嚴(yán)重制約著當(dāng)?shù)剞r(nóng)村經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。對(duì)該流域進(jìn)行水土保持綜合治理，不僅對(duì)促進(jìn)當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要意義，而且對(duì)改善生態(tài)環(huán)境、減少入黃泥沙具有積極作用。2019年，該流域片被列為國(guó)家水土保持重點(diǎn)建設(shè)工程項(xiàng)目區(qū)，縣水利局會(huì)同相關(guān)部門(mén)，以新時(shí)代治水思路為指導(dǎo)，在收集分析基礎(chǔ)資料的基礎(chǔ)上，確定了項(xiàng)目區(qū)的水土保持工程、林草措施總體布局，以形成完整的防護(hù)體系，最大程度地利用土地資源，充分發(fā)揮流域治理的經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益和社會(huì)效益，以期為同類(lèi)小流域綜合治理提供參考借鑒。

1 流域概況

1.1 自然概況

1.1.1 地形地貌

河底與常坡流域片，地貌類(lèi)型屬土石山區(qū)和丘陵階地區(qū)。項(xiàng)目區(qū)分為2個(gè)工程區(qū)，長(zhǎng)河以西確定為西區(qū)，長(zhǎng)河以東確定為東區(qū)。西區(qū)集中在常坡小流域，該流域呈扇面狀分布，海拔從西北向東南方向逐步降低，西北部最高海拔高程1 154 m，東部雙河底村最低海拔高程790 m，相對(duì)高差364 m；東區(qū)整體東高西低，東部最高海拔高程1 150 m，西部最低海拔高程810 m，相對(duì)高差340 m。流域內(nèi)梁峁坡度平緩，一般小于15°；溝坡較陡，多在25°以上。溝道兩岸階臺(tái)地局部黃土覆蓋深厚，河床以砂礫石土為主。

1.1.2 氣象水文

河底與常坡流域片為典型的暖溫帶半濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū)，四季分明。據(jù)資料，年均氣溫10.9℃，極端最高氣溫38.6℃，極端最低氣溫-22.8℃，年≥10℃的積溫2 698℃；年均降水量628.3 mm，年內(nèi)分布極不均勻，約70%左右集中在汛期的7-9月份，且多以暴雨或大雨形式出現(xiàn)；年無(wú)霜期188 d，晝夜溫差大，日照時(shí)間長(zhǎng)。自然災(zāi)害比較頻繁，以干旱、低溫、霜凍、風(fēng)災(zāi)、冰雹為主，嚴(yán)重影響著項(xiàng)目區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民群眾生活。

1.1.3 土壤植被

河底與常坡流域片內(nèi)土壤，以灰褐土和粗骨性黃沙土為主。粗骨性黃沙土主要分布在東區(qū)的北部和西區(qū)水土流失較為嚴(yán)重的土石山區(qū)，該區(qū)域氣候干燥，植被稀少，土壤侵蝕嚴(yán)重，養(yǎng)分貧瘠，栽植林木不易成活。灰褐土廣泛分布于丘陵階地區(qū)，該區(qū)域耕地較多，肥力較高，植被較好。流域以天然次生林為主，主要用材林樹(shù)種有刺槐、側(cè)柏、油松、楊樹(shù)、臭椿等，零星分布的經(jīng)濟(jì)林樹(shù)種有柿子、香椿、核桃、花椒、桑樹(shù)等。

1.2 社會(huì)經(jīng)濟(jì)情況

河底與常坡流域片涉及澤州縣下村等4個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，總?cè)丝?.27萬(wàn)人，均為農(nóng)業(yè)人口，勞動(dòng)力2.17萬(wàn)人?？偢孛娣e4 386.16 hm2，人均耕地0.1 hm2。據(jù)項(xiàng)目區(qū)2019年以行政村為單位的調(diào)查資料，農(nóng)村各業(yè)經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值26.91億元，其中，農(nóng)業(yè)產(chǎn)值1.91億元，占7.10%；林牧副各業(yè)產(chǎn)值25.00億元，占92.90%；糧食總產(chǎn)1.04萬(wàn)t，年人均產(chǎn)糧243.6 kg；年人均純收入6 016元。

1.3 土地利用情況

在項(xiàng)目區(qū)總土地面積中：耕地面積4 386.16 hm2，占46.10%；林地面積1 496.43 hm2，占15.73%；水域、交通及村莊用地面積840.89 hm2，占8.84%；荒草地面積2 465.01 hm2，占25.91%；其他難利用及未利用面積325.25 hm2，占3.42%。

1.4 水土流失與水土保持情況

據(jù)調(diào)查，經(jīng)過(guò)新中國(guó)成立后70 a的治理，目前項(xiàng)目區(qū)保存的水土保持措施面積為2 773.60 hm2，占水土流失總面積31.98%。項(xiàng)目區(qū)現(xiàn)有水土流失面積5 899 hm2，年均土侵蝕模數(shù)3 900 t/km2，總體上屬中度侵蝕。其中，輕度侵蝕1 865 hm2，占31.62%；中度侵蝕2 521 hm2，占42.74%；強(qiáng)烈侵蝕1 237 hm2，占20.97%；極強(qiáng)烈侵蝕276 hm2，占4.68%。

2 水土保持措施布局與設(shè)計(jì)

2.1 水土保持措施布局

在對(duì)項(xiàng)目區(qū)進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查研究的基礎(chǔ)上，根據(jù)土地利用現(xiàn)狀，結(jié)合自然條件、社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件及水土保持目標(biāo)，確定了項(xiàng)目實(shí)施方案。具體建設(shè)內(nèi)容為：新增水土流失治理面積3 690 hm2，其中：栽植經(jīng)濟(jì)林72.99 hm2（有46.7 hm2布局在梯田上不另計(jì)治理面積），營(yíng)造喬木林372.44 hm2；溝道新筑生產(chǎn)壩23座，預(yù)計(jì)新增壩灘地9.92hm2；新建提水灌溉工程1處；封禁治理3 281.35 hm2。

2.2 水土保持措施設(shè)計(jì)

2.2.1 溝壩造地工程

經(jīng)實(shí)地勘測(cè)，本著有效防治、合理利用、攔沙濾水、費(fèi)省效宏的原則，在項(xiàng)目東區(qū)的4條支溝內(nèi)進(jìn)行打壩造地。平田整地時(shí)，每個(gè)田塊的田面坡度為1%，根據(jù)土方平衡原理，采用網(wǎng)格法逐塊進(jìn)行土方量計(jì)算。經(jīng)計(jì)算，4條溝道共造地25塊，總面積9.92 hm2。根據(jù)工程區(qū)地理位置及附屬物、田塊走向、地塊平整情況，共布設(shè)23座生產(chǎn)壩，壩頂高出田面0.5 m，頂寬1.5 m，上游坡比1∶1.5，下游坡比1∶1.25。

排洪渠為土質(zhì)渠道，依據(jù)溝道條件進(jìn)行布置，斷面為梯形，邊坡比為1∶0.7。本著因勢(shì)利導(dǎo)，順應(yīng)水流流勢(shì)，盡可能減少占用耕地的原則，道路和排洪渠盡量設(shè)置在溝道的兩側(cè)。4條溝道排洪渠總長(zhǎng)度1 915 m，開(kāi)挖土方工程量2 146.85 m3。渠道靠壩地一側(cè)設(shè)渠堤，考慮到排洪渠渠堤要與生產(chǎn)道路相結(jié)合，故設(shè)計(jì)渠堤為梯形斷面，頂寬2.5 m，邊坡1∶0.7。

為了保持渠道的設(shè)計(jì)比降和流速，防止渠道沖刷，避免深挖高填，減少渠道工程量，設(shè)計(jì)了修建跌水銜接建筑物。跌水布置在生產(chǎn)壩與下游排水渠相連接的位置，整個(gè)工程區(qū)共設(shè)置跌水21處。根據(jù)溝道的地形特點(diǎn)及現(xiàn)有道路條件，盡量利用原有道路和設(shè)施，縮短新建道路長(zhǎng)度。由排洪渠渠堤修筑而成的道路總長(zhǎng)度為1 915 m，路面寬2.5 m，采用30 cm厚素土壓實(shí)。

2.2.2 提水灌溉工程

提水灌溉工程的主要任務(wù)，是為新?tīng)I(yíng)造的榛子林提供灌溉用水，保證生長(zhǎng)需水量，提高經(jīng)濟(jì)林產(chǎn)量與品質(zhì)。經(jīng)調(diào)查，河底村及李家莊現(xiàn)有機(jī)井各1眼，各配水泵1臺(tái)，分別建有50 m3蓄水池1座和100 m3蓄水池1座。結(jié)合地形條件及現(xiàn)有設(shè)施，需在李家莊現(xiàn)有100 m3高位蓄水池中安裝水泵，將水提至河底村現(xiàn)有50 m3蓄水池中；再在河底村50 m3蓄水池中安裝水泵，鋪設(shè)DN100鋼管1 820 m，輸水至新建的200 m3高位蓄水池中；而后，鋪設(shè)0.6 MPaφ90PE管道4 725 m，配設(shè)尼龍軟管2 550 m，進(jìn)行自流灌溉。同時(shí)，需新建管理房2座，閥門(mén)井20座，鎮(zhèn)支墩129座；新修3.5 m寬土路2.25 km。

2.2.3 林草植被措施

（1）經(jīng)濟(jì)林。根據(jù)項(xiàng)目區(qū)的立地條件，結(jié)合當(dāng)?shù)卮迕竦姆N植喜好，選種蘋(píng)果、梨、榛子及花椒等經(jīng)濟(jì)林。經(jīng)濟(jì)林主要分布在大南溝村東梯田和部分坡耕地上，總面積72.99 hm2。造林整地采用穴狀整地，整地規(guī)格為0.5 m×0.5 m（直徑×坑深）。夏季整地，秋季栽植。苗木選用3 a生優(yōu)質(zhì)苗。栽植前需修根，然后將根部沾滿泥漿栽植，栽后彎倒埋土保護(hù)越冬。

（2）喬木林。項(xiàng)目區(qū)的喬木林主要布置在荒山荒坡地帶，共營(yíng)造面積372.44 hm2。因油松適應(yīng)性強(qiáng)，根系發(fā)達(dá)，具有良好的保持水土效能，故樹(shù)種選擇油松。整地時(shí)間確定在春季，造林時(shí)間確定在秋季，使整地和造林之間有較充分的時(shí)間加速生土熟化，使栽植穴承接更多雨水，提高土壤含水量。整地方式采用魚(yú)鱗坑。因項(xiàng)目區(qū)部分土壤類(lèi)型為黃沙土，為提高造林成活率，選用4 a苗齡容器苗帶土移栽。株行距為2 m×3 m，造林密度1 667株/hm2。造林后要求進(jìn)行3-4 a的松土除草，在雨季要及時(shí)扶苗扒淤，林木生長(zhǎng)期間要針對(duì)性地防治病蟲(chóng)害。

（3）封禁治理。在撂荒地、疏林地上布設(shè)封禁治理措施，規(guī)劃面積3 281.35 hm2。在封禁區(qū)域人畜進(jìn)出活動(dòng)頻繁的關(guān)鍵部位，布設(shè)鋼筋混凝土預(yù)制樁網(wǎng)圍欄、標(biāo)志牌和封禁標(biāo)志碑。共布設(shè)封禁圍欄2.63 km，設(shè)立標(biāo)志牌30個(gè)，標(biāo)志碑3座。采用全年封禁的方式，連續(xù)封育5 a，通過(guò)生態(tài)自然修復(fù)，提高植被覆蓋率。

3 綜合治理效益分析

3.1 生態(tài)效益

規(guī)劃設(shè)計(jì)的水土保持措施實(shí)施完成后，流域片的水土流失綜合治理度可達(dá)到74.53%，比治理前增加42.55個(gè)百分點(diǎn)。林草植被覆蓋率達(dá)到45.64%，比治理前絕對(duì)增加4%。林草覆蓋率的增加，將有效攔蓄降水，調(diào)節(jié)地表徑流，改善區(qū)域小氣候，增強(qiáng)抗御自然災(zāi)害的能力，使生態(tài)環(huán)境得到明顯改善。

3.2 經(jīng)濟(jì)效益

項(xiàng)目區(qū)水土保持措施實(shí)施完成后，結(jié)合項(xiàng)目區(qū)實(shí)際情況，溝壩地和經(jīng)濟(jì)林按2 a、喬木林按4 a、封禁治理按15 a產(chǎn)生直接效益計(jì)算，當(dāng)這些水土保持措施全部穩(wěn)定發(fā)揮效益時(shí)，直接經(jīng)濟(jì)效益可達(dá)3 561.8萬(wàn)元。

3.3 社會(huì)效益

河底與常坡流域片通過(guò)綜合治理，提高了土地利用率，優(yōu)化了農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)及土地利用結(jié)構(gòu)，加快了農(nóng)、林、牧、副及第三產(chǎn)業(yè)協(xié)調(diào)發(fā)展，提高了糧食產(chǎn)量和農(nóng)民收入，可產(chǎn)生顯著的社會(huì)效益。